(57)【要約】【課題】本発明は、照明装置に関し、例えば室内の状況に応じて照明の色合い等を種々に変化させる場合に適用して、自然光のように状況に応じて照明光を種々に変化させることができるようにする。【解決手段】本発明は、コンテンツの映像を３次元空間のオブジェクトにマッピングして投影するようにして、この３次元空間を定義する要素をセンサ出力により変化させる。【選択図】        図１
2007122905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソースから出力される映像コンテンツを処理してビデオデータを出力する演算処理部と、
前記ビデオデータにより一次光源からの光を空間変調して出射する光変調部とを有する照明装置であって、
前記演算処理部は、
仮想の３次元空間のオブジェクトに前記映像コンテンツの映像をマッピングして前記ビデオデータを生成するようにして、前記３次元空間を定義する複数の要素のうちの少なくとも１つの要素を、センサの出力信号により変化させる
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記演算処理部は、
前記センサの出力信号から前記センサが配置された場所の状況を示す特徴量を検出し、
該特徴量に応じて前記少なくとも１つの要素を変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記演算処理部は、
ユーザーによる操作により、前記３次元空間を定義する複数の要素のうちから、前記少なくとも１つの要素の選択を受け付ける
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記特徴量に応じた前記少なくとも１つの要素の変化が、
基準値に対する前記特徴量の変位に応じて、前記１つの要素に係るパラメータ値を、基準のパラメータ値から変化させる処理である
ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記仮想の３次元空間に、前記オブジェクトを複数個配置する
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記演算処理部は、
前記センサとは異なる他のセンサの出力信号により、前記３次元空間を定義する他の要素を変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関し、例えば室内の状況に応じて照明の色合い等を種々に変化させる場合に適用することができる。本発明は、コンテンツの映像を３次元空間のオブジェクトにマッピングして投影するようにして、この３次元空間を定義する要素をセンサ出力により変化させることにより、自然光のように状況に応じて照明光を種々に変化させることができるようにする。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明機器は、室内等を明るくするだけでなく、例えば間接照明のように、空間の雰囲気を形成するために使用されている。
【０００３】
このような照明に関して、例えば特開２００５−２５１５０８号公報には、スクリーンに表示する映像に連動させて照明を変化させることにより、映像の広がりを増大させる方法が提案されている。
【０００４】
ところで太陽光、蝋燭の炎による光等の自然光は、時刻、大気の状態等により明るさ、色、方向等が変化する。人間は、このような明るさ、色、方向等の変化により、例えば蝋燭の炎の揺らめきを知覚し、さらには蝋燭の炎が揺らめく程度に風が吹いていることを把握することができる。また、このようにその場の具体的な状況を把握できない場合でも、その場所の状況を漠然と把握することができる。
【０００５】
これにより照明装置による照明光にあっても、自然光のように状況に応じて照明光を種々に変化させることができれば、照明装置としての利用分野を一段と拡大することができると考えられる。
【特許文献１】特開２００５−２５１５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、自然光のように状況に応じて照明光を種々に変化させることができる照明装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため請求項１の発明は、ソースから出力される映像コンテンツを処理してビデオデータを出力する演算処理部と、前記ビデオデータにより一次光源からの光を空間変調して出射する光変調部とを有する照明装置に適用して、前記演算処理部は、仮想の３次元空間のオブジェクトに前記映像コンテンツの映像をマッピングして前記ビデオデータを生成するようにして、前記３次元空間を定義する複数の要素のうちの少なくとも１つの要素を、センサの出力信号により変化させる。
【０００８】
請求項１の構成により、ソースから出力される映像コンテンツを処理してビデオデータを出力する演算処理部と、前記ビデオデータにより一次光源からの光を空間変調して出射する光変調部とを有する照明装置に適用して、前記演算処理部は、仮想の３次元空間のオブジェクトに前記映像コンテンツの映像をマッピングして前記ビデオデータを生成するようにして、前記３次元空間を定義する複数の要素のうちの少なくとも１つの要素を、センサの出力信号により変化させるようにすれば、光変調部により出射される照明光は、センサにより検出される状況に応じて自然光のように種々に変化を呈するようになり、これにより自然光のように状況に応じて照明光を種々に変化させることができる照明装置を提供することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、自然光のように状況に応じて照明光を種々に変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
【実施例１】
【００１１】
（１）実施例の構成
図２は、本発明の実施例に係る照明装置を示す略線図である。この照明装置１において、ソース２は、映像コンテンツによる動画又は静止画によるビデオデータＤＶ１を出力する各種映像機器であり、例えばビデオテープレコーダ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）プレイヤーにより構成される。
【００１２】
マイクロホン３は、設置された場所の状況を検出するセンサであり、音声信号Ｓ１をコンピュータ４に出力する。なおこの設置された場所の状況の検出には、例えば光、温度、湿度、風、におい等の、人間の五感により知覚することができる種々の要素を検出する各種のセンサ、さらには人間の五感によっては知覚することができない種々の要素を検出する各種のセンサを広く適用することができ、また複数個、複数種類のセンサを用いるようにしてもよい。因みに、このような人間の五感によっては知覚することができない要素は、例えば紫外線、赤外線等の人間の目の可視光域外の光、人間の可聴域外の音声等が該当する。
【００１３】
プロジェクタ５は、コンピュータ４により生成されたビデオデータにより液晶表示パネル等の画像表示素子を駆動することにより、内蔵の一次光源による光をコンピュータ４で生成したビデオデータによる映像で空間変調して出射する。この照明装置１は、このプロジェクタ５の出射光を間接照明光として使用し、これによりプロジェクタ５は、床、壁、天井等の、室内の各部に向けて照明光を出射して種々に空間を演出できるように配置される。
【００１４】
コンピュータ４は、ソース２、マイクロホン３、プロジェクタ５に係るインターフェース（ＩＦ）６を有するコンピュータであり、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７の記録に従ってランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８にワークエリアを確保してハードディスク装置（ＨＤＤ）９に記録した処理プログラムを中央処理ユニット（ＣＰＵ）１０で実行する。これによりコンピュータ４は、マイクロホン３で検出されるマイクロホン３が設置された場所の状況に応じて、ソース２より得られる映像コンテンツの映像に変化を与え、その結果得られるビデオデータをプロジェクタ５に出力する。なおこれによりこの処理プログラムは、このコンピュータ４に事前にインストールして提供するようにしてもよく、またこれに代えて光ディスク、磁気ディスク、メモリカード等の種々の記録媒体に記録して提供するようにしてもよく、さらにはインターネット等のネットワークを介したダウンロードにより提供するようにしてもよい。
【００１５】
コンピュータ４は、この処理プログラムによる一連の処理において、仮想の３次元空間上にオブジェクトを配置し、ソース２による映像コンテンツの映像をこのオブジェクトにマッピングすると共に、マイクロホン３が設置された場所の状況に応じてこの３次元空間を定義する要素を変化させ、これによりソース２より得られる映像に変化を与える。これによりコンピュータ４は、プロジェクタ５による間接照明が映像コンテンツによるものであることをユーザーに悟られないようにして、この間接照明に奥行き感を与える。
【００１６】
これらによりこの実施例において、コンピュータ４は、ソース２から出力される映像コンテンツを処理してビデオデータを出力する演算処理部を構成し、プロジェクタ５は、このビデオデータにより一次光源からの光を空間変調して出射する光変調部を構成する。
【００１７】
図１は、この処理プログラムの実行に係るコンピュータ４の処理手順を示すフローチャートである。コンピュータ４は、電源の立ち上げによりこの処理手順を開始してステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、ここで処理プログラムを起動する。また続くステップＳＰ３において、ユーザーにより処理の終了が指示されたか否か判断し、ここで否定結果が得られると、ステップＳＰ４に移る。
【００１８】
ここでコンピュータ４は、ソース２から出力されるビデオデータＤＶ１を１フレーム分だけ取得し、続くステップＳＰ５において、マイクロホン３より得られる音声信号Ｓ１をビデオデータの１フレームに対応する期間の分だけ取得する。続いてコンピュータ４は、ステップＳＰ６において、この音声データを波形解析し、この解析結果より続くステップＳＰ７で、センサであるマイクロホン３が配置された場所の状況を示す特徴量を検出する。
【００１９】
この実施例において、コンピュータ４は、この波形解析の処理に、全波整流処理、抱絡線検波処理を適用し、音声信号Ｓ１の抱絡線検波結果Ｅを特徴量に設定する。これによりコンピュータ４は、音声信号Ｓ１の信号レベルにより特徴量を検出する。具体的に、コンピュータ４は、サンプリング周波数４４．１〔ｋＨｚ〕により音声信号Ｓ１を入力し、図３に示すように、各サンプリング毎に、直前のサンプリング値による抱絡線検波結果Ｅn-1より振幅値Ｓnが大きい場合、この振幅値Ｓnをこのサンプリング値による抱絡線検出結果Ｅn（Ｅn＝Ｓn）に設定する。またこれとは逆に、直前のサンプリング値による抱絡線検波結果Ｅn-1より振幅値Ｓnが小さい場合、直前のサンプリング値による抱絡線検波結果Ｅn-1を一定の減衰計数Ａにより減衰させて、このサンプリング値による抱絡線検出結果Ｅn（Ｅn＝Ａ（Ｅn-1−Ｓn）＋Ｓn）に設定し、これらにより全波整流処理、抱絡線検波処理を実行する。なおこの実施例では、減衰係数Ａを０．９９５に設定した。
【００２０】
なおこのような抱絡線検波結果Ｅを特徴量に設定する代わりに、抱絡線検波結果Ｅをさらに解析して解析結果より特徴量を設定するようにしてもよい。なおこのような処理は、抱絡線検波結果Ｅより変化量を検出して特徴量に設定する場合等が考えられる。またマイクロホン３により得られる音声信号の信号レベルによる特徴量の検出に係る処理は、このような全波整流、抱絡線検波の処理に代えて、又はこれらの処理に加えて、特定周波数成分の信号レベルの検出、特定周波数帯域における信号レベルの検出等により実行するようにしてもよい。また信号レベルによる特徴量の検出に代えて、又は加えて、周波数スペクトラムの広がり、最も低次スペクトラムの周波数の変化等により検出するようにしてもよい。
【００２１】
またこのようなマイクロホン以外に、光により特徴量を検出する場合には、センサにより検出される光の強度、色温度等を音声による場合と同様に処理して特徴量に設定することができ、または音声、湿度、におい等による場合には、対応するセンサからの出力信号を音声による場合と同様に処理して特徴量に設定することができる。また同種のセンサを複数個使用する場合には、これら複数個のセンサにより検出される各種検出結果より音、光、温度、湿度、風、におい等の分布を検出し、この分布により、又は分布の変化により特徴量を設定するようにしてもよい。また同種のセンサを複数個使用する場合、複数種類のセンサを使用する場合、さらには各種検出手法の組み合わせにより特徴量を検出する場合には、各センサより検出される特徴量、各種検出手法により検出される特徴量の統計的な処理により最終的な特徴量とするようにしてもよい。なおこのような統計的な処理は、例えば加重平均の処理が考えられる。
【００２２】
またこのように最終的に１つの特徴量を検出する処理に代えて、後述する３次元空間を定義する各要素毎に、異なるセンサ出力、特徴量検出処理を適用して、各要素毎に特徴量を求めるようにしてもよい。
【００２３】
このようにしてセンサが配置された個所の状況を示す特徴量を検出すると、コンピュータ４は、ステップＳＰ８に移り、この特徴量より、仮想の３次元空間を定義する要素のパラメータ値を計算する。ここでこの仮想の３次元空間上は、コンピュータ４におけるこの処理プログラムの実行により形成される３次元空間であり、１つの原点を持つ座標系( ワールド座標系) に３次元オブジェクト１６と、視点１５である仮想的なカメラを配置した一般的なものである。これにより３次元空間を定義する要素は、オブジェクト１６の個数、視点１５及びオブジェクト１６の座標、オブジェクト１６の形状、大きさ及び透明度等が該当する。なおこれらに加えて光源を配置するようにして、この光源の座標、光源からの光の強度、色等を要素に加えるようにしてもよい。
【００２４】
この実施例において、コンピュータ４は、このオブジェクト１６の透明度を設定するパラメータ値をステップＳＰ７で計算した特徴量に応じて設定し、これによりマイクロホン３で取得する音声信号の信号レベルＳ１が増大するに従って、オブジェクト１６の透明度を増大させる。具体的にコンピュータ４は、特徴量の基準値に対する変位量に応じて、透明度を設定するパラメータ値を、基準のパラメータ値から変化させ、これによりオブジェクト１６の透明度を設定するパラメータ値を特徴量に応じて設定する。
【００２５】
コンピュータ４は、続いてステップＳＰ１０に移り、ここでこの仮想の３次元空間を定義する残りの要素のパラメータ値を計算する。
【００２６】
ここでこの実施例において、コンピュータ４は、複雑な曲面を有する有機体の形状による複数のオブジェクト１６をこの３次元空間に順次配置するようにして、この複数のオブジェクト１６を順次突き抜けて視点１５が移動するように、残りの要素のパラメータ値を計算する。
【００２７】
続いてコンピュータ４は、ステップＳＰ１０に移り、描画処理を実行し、これにより図５に示すように、仮想の３次元空間に形成した複数のオブジェクト１６に、それぞれステップＳＰ４で取得した１フレーム分の映像を貼り付けて、視点１５から見た画像を生成する。ここでこのオブジェクト１６への映像の貼り付けは、テクスチャマッピングの手法が適用され、この実施例では、ユーザーが初期値として設定したテクスチャ座標を用いて実行される。なおこのテクスチャ座標にあっても、ステップＳＰ７で検出した特徴量により設定してもよい。またプロジェクションマッピング、スフィアマッピング等の手法の適用により、テクスチャ座標値を自動計算するようにしてもよい。
【００２８】
このようにして１フレーム分の画像を描画すると、コンピュータ４は、ステップＳＰ１１において、この描画した画像を１フレーム分出力し、ステップＳＰ３に戻る。これによりコンピュータ４は、この処理手順をフレーム単位で繰り返し、ステップＳＰ３で肯定結果が得られると、ステップＳＰ３からステップＳＰ１２に移ってこの処理手順を終了する。
【００２９】
なおこの実施例において、コンピュータ４は、３次元グラフィックスに係るアニメーションレンダリングソフトによりこれら一連の処理を実行し、これによりオブジェクト１６の座標、視点１５の座標等にあっては、この図１に示す処理手順を１フレーム毎に実行することにより、ユーザーの設定した初期値に基づいて、コンピュータ４によりステップＳＰ９について上述した残りの要素に係るパラメータ値が逐次生成される。
【００３０】
（２）実施例の動作
以上の構成において、この照明装置１では、コンピュータ４における演算処理により、視点１５、オブジェクト１６を配置した仮想の３次元空間が形成され（図２及び図４）、この３次元空間上のオブジェクト１６に、ソース２より出力される映像コンテンツの映像がマッピング処理される。またこの３次元空間の映像によるビデオデータが生成されてプロジェクタ５により投影され、これにより間接照明による照明光が提供される。この照明装置１では、この３次元空間を定義する少なくとも１つの要素が、センサを構成するマイクロホン３からの出力信号により可変され、これにより自然光のように、マイクロホン３が配置された場所の状況に応じて照明光に種々の変化が与えられる。
【００３１】
すなわちこのようにコンテンツの映像を３次元空間のオブジェクトにマッピングして投影すれば、この間接照明光が映像コンテンツによるものであることをユーザーには悟られないようにして、さらには奥行き感を与えるようにして、照明光を提供することができる。またこの場合、映像コンテンツを変更して照明光を種々に変化させることができる。
【００３２】
このとき３次元空間を定義する要素をセンサ出力により変化させるようにすれば、例えば蝋燭の炎が揺らめいている雰囲気を演出することができ、これによりその場の具体的な状況を把握できないまでも、その場所の状況を漠然とユーザーに把握させることができる。これにより自然光のように、マイクロホン３が配置された場所の状況に応じて照明光を種々に変化させることができる。
【００３３】
また映像コンテンツに水面の映像を適用して、３次元オブジェクトに波紋が広がるような変形を行うアニメーションを実行するようにして、例えばこのアニメーションの開始タイミングを外部から入力された音声信号のピーク値によって決定すれば、大きな音の入力をトリガにして波紋が広がるような映像を生成することが可能となる。また３次元空間に光源を設置するようにして、この光源の光量をセンサ出力により制御すれば、屋外の明るさに応じて光量が変わるように照明光を生成することができる。また複数のセンサからの特徴量を用いて３次元空間の要素を変化させるようにすれば、複数の事象が同期したときに大きな特徴的な変化を呈すように照明光を生成することができ、これにより偶発的な変化を照明光に与えることができる。
【００３４】
この照明装置１では、このようにして間接照明光を提供するようにして、マイクロホン３の出力信号からマイクロホン３が配置された場所の状況を示す特徴量が、この出力信号の全波整流処理、抱絡線検波処理により検出され、これによりマイクロホン３が設置された場所の騒がしさに応じて照明光を種々に変化させることができる。
【００３５】
またこの特徴量に応じた要素の変化が、基準値に対する特徴量の変位に応じて、基準のパラメータ値からパラメータ値を変化させて実行され、これにより基準のパラメータ値による照明光からの変化により、マイクロホン３が設置された場所の状況に応じて照明光を種々に変化させることができる。
【００３６】
またこの仮想の３次元空間には、複数個のオブジェクトが配置され、この複数個のオブジェクトがそれぞれマッピング処理されて間接照明光が提供される。これによりこの照明装置１では、一段と照明光に奥行き感じを醸しだすことができる。
【００３７】
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、コンテンツの映像を３次元空間のオブジェクトにマッピングして投影するようにして、この３次元空間を定義する要素をセンサ出力により変化させることにより、自然光のように状況に応じて照明光を種々に変化させることができる。
【００３８】
このときこのセンサの出力信号からセンサが配置された場所の状況を示す特徴量を検出し、この特徴量に応じて３次元空間を定義する要素を変化させることにより、このセンサが配置された場所の状況に応じて照明光を種々に変化させることができる。
【００３９】
またこの特徴量に応じた要素の変化が、基準値に対する特徴量の変位に応じて、この要素に係るパラメータ値を基準のパラメータ値から変化させる処理であることにより、簡易な処理により基準のパラメータ値を基準にして照明光を種々に変化させることができる。
【００４０】
またこの３次元空間に複数個のオブジェクトを配置することにより、照明光に一段と奥行き感じを醸しだすことができる。
【実施例２】
【００４１】
図６は、本発明の実施例２に係る照明装置を示す略線図である。この照明装置２１は、ソース２から出力されるビデオデータＤＶ１を分配器２２により分配してコンピュータ４Ａ及び４Ｂに出力する。コンピュータ４Ａ及び４Ｂは、それぞれ実施例１について上述したコンピュータ４と同一に、マイクロホン３Ａ及び３Ｂによる音声信号を入力し、プロジェクタ５Ａ及び５Ｂにビデオデータを出力する。これによりこの照明装置２１は、実施例１について上述した照明装置１に比して一段と広い範囲に照明光を供給する。
【００４２】
基準信号生成部２３は、コンピュータ４Ａ及び４Ｂのクロックを生成して出力し、コンピュータ４Ａ及び４Ｂはこの基準信号生成部２３によるクロックにより動作し、これにより、一連の処理を同期して実行する。
【００４３】
ここで音速は、２０度、１気圧の元で約３４０〔ｍ／ｓｅｃ〕である。これによりこの２本のマイクロホン３Ａ及び３Ｂの間隔が数十メートルに設定すれば、プロジェクタ５Ａ及び５Ｂによる照明光の変化に、ユーザーにより充分に認識可能な時間差を与えることができる。これによりユーザーにあっては、光の変化により音の伝達方向を把握することができる。これによりこの知覚と聴覚の双方の刺激により、さらにはこれら双方の刺激の相乗効果により、一段と空間を演出できるようにする。
【００４４】
この実施例によれば、照明光に係る処理を２系統により実行することにより、間接光としての空間の演出効果を一段と増大させることができる。
【実施例３】
【００４５】
なお上述の実施例においては、事前の設定により透明度を変化させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、変化させる要素を適宜、切り換えるようにしてもよい。なおこの場合に、他のセンサの出力により切り換えるようにしてもよく、タイマー等の設定により切り換えるようにしてもよく、ユーザーの操作により切り換えるようにしてもよい。なおこのようにユーザーの操作により切り換えるようにすれば、ユーザー自身の操作により照明光の変化を種々に切り換えることができる。またこのような要素の切り換えにあっては、センサ出力による制御対象の要素の増大により、又は減少により実行するようにしてもよい。
【００４６】
また上述の実施例においては、１つのセンサ出力により１つの要素を変化させる場合等について述べたが、本発明はこれに限らず、さらに他のセンサを設けるようにして、この他の出力信号により他の要素を変化させるようにしてもよい。このようにすれば照明光にさらに変化を与えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、例えば室内の状況に応じて照明の色合い等を種々に変化させる場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例に係る照明装置におけるコンピュータの処理手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例に係る照明装置を示す略線図である。
【図３】図２の照明装置における特徴量の検出処理の説明に供する信号波形図である。
【図４】仮想の３次元空間の説明に供する略線図である。
【図５】マッピングの説明に供する略線図である。
【図６】本発明の実施例２に係る照明装置を示す略線図である。
【符号の説明】
【００４９】
１、２１……照明装置、２……ソース、３、３Ａ、３Ｂ……マイクロホン、４、４Ａ、４Ｂ……コンピュータ、５、５Ａ、５Ｂ……プロジェクタ
【図１】
2007122905.tif 000003
【図２】
2007122905.tif 000004
【図３】
2007122905.tif 000005
【図４】
2007122905.tif 000006
【図５】
2007122905.tif 000007
【図６】
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